MDD辰達(dá)半導(dǎo)體 橋堆(Bridge Rectifier)是電源電路中最基礎(chǔ)也是最關(guān)鍵的整流器件,它負(fù)責(zé)將交流電(AC)轉(zhuǎn)換為直流電(DC),為后級電路提供穩(wěn)定的電源。然而在長期的客戶應(yīng)用中,F(xiàn)AE 常常接到反饋:電源輸出異常、波形畸變或設(shè)備無法啟動(dòng)。經(jīng)排查后發(fā)現(xiàn),根本原因多是橋堆出現(xiàn)了開路失效或單向?qū)ǖ膯栴}。這類故障雖然常見,但診斷難度較大,若處理不當(dāng)可能導(dǎo)致整機(jī)電源系統(tǒng)反復(fù)損壞。
一、故障現(xiàn)象
當(dāng)橋堆發(fā)生開路或單向?qū)〞r(shí),系統(tǒng)通常會(huì)出現(xiàn)以下幾種表現(xiàn):
輸出電壓明顯偏低或不穩(wěn)定,部分波形缺失;
電源模塊周期性重啟,無法正常維持工作;
電路中有交流紋波滲入直流端,導(dǎo)致噪聲增大;
保險(xiǎn)絲未斷,但設(shè)備不啟動(dòng);
用示波器觀察整流輸出,波形出現(xiàn)半波缺口或畸變。
這些癥狀通常意味著橋堆內(nèi)部至少有一個(gè)二極管失效,無法正常導(dǎo)通或阻斷。
二、主要失效原因分析
1. 器件開路(常見失效模式)
橋堆內(nèi)部由四個(gè)二極管組成,若其中任意一只二極管出現(xiàn)開路(焊點(diǎn)脫落、芯片斷裂或鍵合線燒斷),則在交流周期的一半期間,電流路徑被中斷。結(jié)果是:輸出端只在半波導(dǎo)通,表現(xiàn)為電壓下降、波形缺口及紋波增大。
常見誘因:
過載電流或浪涌沖擊導(dǎo)致芯片燒蝕;
熱循環(huán)導(dǎo)致內(nèi)部焊點(diǎn)疲勞;
長期高溫工作引起封裝老化、內(nèi)部引線斷裂。
2. 單向?qū)ǎ▋?nèi)部短路或漏電)
當(dāng)橋堆內(nèi)部二極管部分短路或出現(xiàn)嚴(yán)重漏電時(shí),交流輸入的一個(gè)方向電流會(huì)被強(qiáng)制導(dǎo)通,另一方向被鉗制,導(dǎo)致輸出端電壓被“拉偏”,波形呈現(xiàn)單邊導(dǎo)通特征。
典型特征:
輸出電壓降低但不會(huì)為零;
輸入端出現(xiàn)非對稱電流波形;
電源可能伴隨異響或過熱。
原因可能包括:
反向耐壓不足被擊穿;
PCB 上污染或焊渣造成漏電;
過熱或浪涌擊穿內(nèi)部 PN 結(jié)。
3. 外部焊接或接觸問題
某些情況下橋堆本身并未損壞,而是引腳虛焊、焊盤氧化或接插件接觸不良,使得電路等效為“間歇性開路”。此類故障在振動(dòng)或溫升條件下更容易復(fù)現(xiàn)。
三、FAE 現(xiàn)場排查方法
靜態(tài)檢測(萬用表法)
使用萬用表二極管檔依次測量四個(gè)導(dǎo)通路徑的正反向電阻。正常時(shí)應(yīng)有兩條路徑導(dǎo)通、兩條反向截止。若出現(xiàn)“全斷”“全通”或反向漏電,則可確認(rèn)故障點(diǎn)。
動(dòng)態(tài)檢測(示波器法)
通電后觀察整流輸出波形。若波形缺少半波或出現(xiàn)明顯偏斜,即可判斷為開路或單向?qū)ā?br />熱像檢測
對橋堆上電運(yùn)行后使用紅外熱像儀檢查溫升分布。若某一角溫度異常高或明顯低于其他角,說明該臂導(dǎo)通異常。
四、解決方案與預(yù)防措施
提高器件裕量
橋堆額定電流 ≥ 實(shí)際負(fù)載電流 × 1.5;
反向耐壓 ≥ 輸入電壓峰值 × 2。
過低的額定參數(shù)是橋堆早期失效的主因之一。
加裝浪涌與溫度防護(hù)
在交流輸入端并聯(lián) NTC 熱敏電阻 限制浪涌;
加入 MOV 壓敏電阻 抑制雷擊尖峰;
對高功率應(yīng)用,橋堆應(yīng)加裝 散熱片或?qū)峁柚?br />優(yōu)化焊接與布局
橋堆靠近輸入端布置,縮短回路;
確保焊盤清潔、錫量充足,避免虛焊;
避免銅箔過細(xì)導(dǎo)致局部發(fā)熱集中。
定期維護(hù)與篩選
在老化測試中引入通斷循環(huán)和溫升應(yīng)力;
對大批量產(chǎn)品進(jìn)行漏電篩選,剔除潛在失效件。

橋堆開路失效或單向?qū)▎栴},本質(zhì)上是二極管內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工藝及熱電應(yīng)力的綜合結(jié)果。FAE 在處理此類問題時(shí),應(yīng)結(jié)合器件檢測、波形分析與熱分布觀測,找出根因,從選型、散熱、防護(hù)和焊接四方面優(yōu)化設(shè)計(jì)。
只有在設(shè)計(jì)初期充分考慮裕量與防護(hù),才能讓橋堆在長期運(yùn)行中保持穩(wěn)定導(dǎo)通,確保整流輸出電壓可靠純凈,為整個(gè)電源系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
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